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以时变精细结构常数解决哈勃张力的镜像暗 sector 方案

宇宙学与河外天体物理 2023-03-08 v3

摘要

我们探讨 Cyr-Racine、Ge 和 Knox (arXiv:2107.13000(2)) 提出的一个模型,该模型通过引入一个能量密度为 Lambda-CDM“普通”sector 固定比例的“镜像世界”暗 sector 来解决哈勃张力。尽管它调和了宇宙微波背景与大规模结构观测同哈勃常数的本地测量,但该模型所需的原初氦质量分数与观测以及大爆炸核合成(BBN)的预测不符。我们考虑该模型的一个变体,其具有标准氦质量分数,但电磁精细结构常数在光子退耦时的值与其当前值略有不同。若彼时的 α\alpha 比当前值低 Δα2×105\Delta \alpha \simeq -2\times 10^{-5},则我们能在具有一致氦丰度的同时,实现与 Cyr-Racine 等人相同的哈勃张力解决效果。作为此种时间演化的一个例子,我们考虑一个与电磁场耦合、质量为 m<4×1029m <4\times 10^{-29} eV 的极轻标量场玩具模型,该标量场在光子退耦后演化,且似乎与关于 α\alpha 演化的晚期限制及弱等效原理相一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.03236,
  title  = {Mirror Dark Sector Solution of the Hubble Tension with Time-varying Fine-structure Constant},
  author = {John Zhang and Joshua Frieman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.03236},
  year   = {2023}
}

备注

15 pages, 1 figure. Updated weak equivalence principle constraints. This version accepted for publication in PRD